分水关隧道防排水施工技术

何文峰 高建英

1 工程概况

分水关隧道是福建省至江西省上饶市高速公路上的隧道，隧道进口处位于福建与江西交界的武夷山分水岭，出洞口位于江西武夷山山麓部位。它是一座上下行分离的四车道高速公路隧道，建筑限界净宽12.25 m，起讫桩号为左洞ZK300+000～ZK300+ 722.4，长2 722.4m，右洞YK300+000～YK300+715，长2 715m。左、右线隧道纵坡均为-1.421%。隧道沿线春夏降雨集中，植被发育，地形起伏，沟谷间地表小溪发育。隧道沿线均为燕山早期花岗岩，分为全风化、强风化、弱风化、微风化花岗岩。隧道区段断裂构造发育，孔隙水含量丰富。部分岩体破碎，发育深度大，裂隙水较丰富。地下水主要接受大气降水和溪水补给。

根据隧道所处的地形地貌、工程地质和水文条件，隧道在施工掘进中的防排水工作显得尤为重要。隧道防排水应遵循“以防为主，排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，保证隧道结构物和营运设备的正常使用和行车安全。

2 洞外排水

1)勘探用的坑洼、探坑等应回填黏土，并分层夯实。2)对于隧道顶面上的小溪，在左洞左侧至右洞右侧各不小于50 m的距离内，分别做浆砌片石水沟，沟底水泥砂浆抹面，以防止溪水下渗至隧道。3)在离洞口仰坡坡顶大于5 m处开挖截水沟并用浆砌片石砌筑，将地表水排到隧道穿过的地表外侧，防止地表水的下渗和对洞口仰坡冲刷，并与路基边沟顺接成排水系统。

3 洞内排水

3.1 上台阶掘进排水

在隧道左、右洞套拱拱脚处各布设两根导水管，将水引出洞外。导水管材料采用φ108无缝钢管，每根导水管长度不小于60 m，导水管按15 cm间距半圆180°打孔，用土工布包裹，防止泥砂堵塞管口。当洞内渗水较大，局部存在承压渗水喷出，使隧道成洞困难，则在掌子面前进方向外侧底部增设1根超前导水管，将水引出山体。每根导水管长20 m，当洞内渗水地段较长时则每隔15 m增设1根，导水管与隧道轴线成10°～15°夹角，导水管材料用φ75 PVC管，按15 cm间距上半圆210°打孔，留1 m实管不打孔，导水管需用土工布包裹。

3.2 路面基层排水

为了防止路面地层地下水上升到路面影响行车安全，在路面平整层下每隔10 m布设1根7 m长的φ50 HDPE打孔波纹横管，安放坡度与路面横坡度相同为2%。靠近横管底端，布设两根φ160双壁打孔(上半圆180°)波纹纵向排水管，外包土工布，纵向贯通，横向管与纵向管用三通连接，横向管的水流入纵向管，由纵向管排出洞外。

3.3 衬砌排水

1)环向排水盲管。在初期支护完成后，每隔5 m布设1根φ50 HDPE透水环向盲管，部分围岩渗水较大时，每隔3 m布设1根。环向排水盲管的作用是在初期支护喷射混凝土与防水板之间提供过水通道，并使之下渗汇到纵向排水管。用管箍将环向排水管固定在初期支护层面上。2)纵向排水管。纵向排水管采用φ100 HDPE上圆(210°)打孔波纹管，整条隧道贯通。安装时纵向排水管坡度与隧道路面坡度相同，并用管箍将纵向排水管固定在初期支护层面上，再用三通管与环向排水盲管相接。3)横向排水管。横向排水管位于衬砌基础和路面的下部，布设方向与隧道轴线垂直，是连接纵向排水盲管与排水沟的水力通道。采用φ100 HDPE无孔波纹管，每隔5 m设1根，施工中先在纵向盲管留三通管接头，当电缆沟和排水沟施工时将横向管接通至排水沟，保证纵向排水盲管与排水沟水路畅通。

3.4 路面排水

路面通过2%单向横坡将水排至污水沟，由污水沟排至洞外污水池中。排水沟将衬砌背后渗水排至洞外路基水沟中。污水沟和排水沟坡度与路面纵坡相同。

4 洞内防水

4.1 衬砌防水层

防水层采用1.2mm的PVC防水板与无纺土工布(350 g/m2)复合而成的防水板材料，复合防水板的作用是将地层渗水拒于二次衬砌之外。1)初期支护基面处理。复合防水板铺设前必须对初期支护基面进行处理，要求喷射混凝土大致平整，无大的明显的凹凸起伏。基面不得有钢筋、凸出的管件等尖锐凸出物，否则要进行割除。防水板施工时不得有明水，如有明水应用不透水薄膜或塑料排水盒进行排水。2)复合防水板的施工。防水板应超前二次衬砌10 m～20 m施工，在两侧矮边墙部位防水板应纵向铺设，且绕纵向排水管向内卷曲高达0.5 m以上，其作用是使从上部流下之水全部流入纵向管内，同时矮边墙混凝土施工时不致堵塞纵向管。在矮边墙部位初期支护基面上，根据防水板的挂线间距，用小锤将水泥钉打进混凝土基面里，剩下1 cm时，将复合防水板与之相对应的悬挂点的绳子与水泥钉栓牢后，继续敲水泥钉直到与初喷面相平，这样就可将矮边墙部位防水板挂好。隧道拱部和曲边墙部位防水板应环向铺设，铺设前用简易自制台架先行试铺，并加以调整。用红彩笔在喷射混凝土拱顶正确标出隧道中心线，将防水板的中心线与之对齐，打水泥钉吊挂拱部防水板，水泥钉间距为拱部0.5 m，侧墙1.0 m。拱部防水板挂好后，再沿环向两侧由上而下进行铺设，边铺边将防水板预留绳绑挂在水泥钉上，将水泥钉打平初喷面。铺挂时留有足够的富余量，保证足够的松弛度，衬砌时才能使防水板与喷射混凝土密贴。铺设防水板要调整好两幅防水板之间的搭接宽度不小于10 cm，铺挂两幅后就可以用热合机进行焊接，两侧焊缝宽应不小于2.5 cm。防水板下部插入矮边墙防水板后面。

4.2 止水带的施工

该隧道施工所用二衬模板台车为10 m长，因而每10 m设置一条施工缝，在衬砌结构变化处及连续Ⅳ，Ⅴ级围岩中每40 m设置沉降缝，两侧小矮墙部位设置两条纵向水平施工缝。纵向水平施工缝用背贴式止水带止水。环向施工缝和沉降缝用背贴式止水带紧靠防水板用挡头板固定，背贴式止水带宽30 cm，一半在模内一半在模外，止水带搭接长度为10 cm。在二次衬砌施工缝断面中间设置遇水膨胀式止水条，在沉降缝断面中间，设置遇水膨胀橡胶止水带。在施工缝安装止水条时，先在混凝土上按止水条形状预留凹槽，浇筑后再安装止水条，并涂刷界面剂。

在沉降缝安装止水带时(见图1)，其安装工艺如下:1)沿设计衬砌轴线每隔0.5 m钻一φ12的钢筋孔。2)将制成的钢筋卡，由待灌混凝土一侧穿入另一侧，内侧钢筋卡卡紧止水带之一半，另一半止水带紧贴在挡头板上。3)待混凝土凝固后拆除挡头板，将原贴在挡头板上的止水带拉直后，弯曲钢筋卡套卡紧另一半止水带即可。

4.3 衬砌防水混凝土

隧道的混凝土衬砌，既是外力的承载结构，也是防水的最后一道防线。该隧道二次衬砌混凝土添加防水剂采用HEA抗裂型防水剂，掺量为水泥用量的8%。首先浇筑1模～2模矮边墙混凝土，然后再用二衬台车浇筑拱部及曲面墙混凝土。

防水混凝土施工时应注意以下几点:1)混凝土拌和时要严格按配合比施工。2)灌注时两边侧墙应分层平衡施工，每灌一层，应用振捣器捣固密实。3)为了拱圈封顶密实，在二衬台车顶部预留3个作业窗口，用输送泵直接给压把混凝土压入拱圈顶，当输送泵的工作压升到正常工作压2倍时停止加压，并把作业窗口封闭。然后再把混凝土输送软管接到下一个窗口，直到全部作业窗口混凝土都压完毕。

5 结语

加强对每道工序的施工质量控制是隧道防排水达到设计预期效果的重要保障。该防排水施工技术无论是在施工中的防排水还是结构中的防排水均达到了良好的防排水效果，为以后施工类似工程积累了一定的经验。

［1］ JTJ 042-94，公路隧道施工技术规范［S］.

［2］ 白爱明.公路隧道施工防排水施工控制要点［J］.山西建筑，2010，36(5):313-314.